CS220457B1 - Způsob výroby orientovaných transformátorových pásů - Google Patents

Abstract

Vynález se týká konečného tepelného zpracování za studená válcovaných ocelových pásů z křemíkové oceli v poklopových pecích s ochrannou atmosférou. Výchozí ocel kromě železa a nečistot obsahuje 2,0 až 4,0 % křemíku, 0,02 až 0,20 % manganu, 0,02 až 0,08 % uhlíku, 0,002 až 0,100 % síry, selenu nebo telluru a méně než 0,015 % v kyselinách rozpustného hliníku. Výhodou postupu podle vynálezu je použití levnější atmosféry, než dosud používaného vodíku a dále zlepšení magnetických vlastností. Podstata vynálezu spočívá v tom, že ohřev na teplotu konečného vysokoteplotního žíhání (zpravidla 1100 až 1200 °C) se provádí v sušené dusíkové nebo dusíko-vodíikové atmosféře obsahující 1 až 99 % dusíku a zbytek vodíku s obsahem maximálně 1 % nerozštějpeného amoniaku.

Description

Vynález se.týká způsobu výroby orientovaných transformátorových válcovaných pásů z křemíkové oceli s tzv. Gossovou texturou, vyjádřenou Millerovými indexy (110) /001/.

Je známo, že výchozí ocel obsahuje zpravidla 2,0 až 4,0 hmotnostních % uhlíku, 0,02 až 0,20 hmotnostních % manganu, 0,002 až 0,100 hmotnostních °/o síry, selenu nebo telluru a další nečistoty, jako hliník, dusík, kyslík aj. a zbytek je železo.

Ocel se odlévá do kokil nebo kontinuálně válcuje za tepla na pás na tloušťku 0,1 až 0,5 mm, žíhá a moří a válcuje za studená v jednom stupni nebo více stupních s mezižíháním, oduhličuje a konečně žíhá vysokoteplotně nad 1000 °C pro dosažení požadované textury. U konečného výrobku se požadují co nejnížší ztráty při přemagnetizování při co nejvyšší magnetické indukci, což se využívá v jádrech transformátorů skládaných nebo vinutých z těchto pásů.

Je známo několik výrobních postupů, které vyvinuli různí světoví výrobci. Tyto postupy se liší nejen složením výchozí oceli, zejména obsahem manganu, síry, uhlíku, hliníku a dalších nečistot, ale v návaznosti také parametry jednotlivých technologických operací celého zpracování, jako například redukcemi při válcování, teplotami, výdržemi a atmosférami při žíhání apod. Tento vynález se týká způsobu výroby, kdy výchozí ocel obsahuje v hmotnostních °/o:

2,0 až 4,0 % křemíku, 0,02 až 0,20 % manganu, 0,02 až 0,08 % uhlíku, 0,002 až 0,100 procent síry, selenu nebo telluru, méně než 0,015 % v kyselinách rozpustného hliníku a další nečistoty, zbytek je železo. Ocel se odlévá do kokil nebo kontinuálně, válcuje za tepla na pás, žíhá a moří, válcuje za studená na konečnou tloušťku 0,1 až 0,5 mm v jednoím stupni nebo více stupních s mezižíháním, oduhličuje a konečně žíhá vysokoteplotně v poklopových pecích nad 1000 °C pro· dosažení požadované textury v ochranné atmosféře, přičemž tento vynález upřesňuje režim ochranných atmosfér v průběhu tohoto žíhání.

Nevýhodou všech známých režimů vysokoteplotního žíhání pásu z oceli výše uvedeného typu je vysoká cena žíhací atmosféry, nejčástěji suchého čistého elektrolytického vodíku, který je do pecního prostoru přiváděn prakticky po celou dobu ohřevu a výdrže na žíhací teplotě. Prakticky od počátku ohřevu je vodík přiváděn zřejmě proto, že se dříve soudilo, že rafinační účinek vodíku je nutný již v době přípravy a průběhu tzv. sekundární rekrystalizace, při které vzniká požadovaná Gossova textura. Další nevýhodou použití vodíku již od počátku ohřevu je příliš rychlá denltridace plechu, což zpravidla vede ke zhoršení konečné textury a tím ke snížení magnetické indukce a zvýšení měrných z|trát při přemagnetizaci.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob výroby orientovaných transformátorových pásů podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že výchozí ocel obsahuje 2,0 až 4,0 hmotnostních % křemíku, 0,02 až 0,20 hmotnostních % manganu, 0,02 až 0,08 hmotnostních % uhlíku, 0,002 až 0,100 hmotnostních % síry, selenu nebo telluru, iméně než 0,015 hmotnostních % v kyselinách rozpustného hliníku, další nečistoty a zbytek železo. Ocel se zpracuje obvyklým způsobem, tj. ocel se odlévá do kokil nebo kontinuálně, válcuje za tepla na pás, žíhá a moří a válcuje za studená na tloušťku 0,1 až 0,5 mm v jednom stupni nebo více stupních s mezižíháním, oduhličuje a nakonec se žíhá vysokoteplotně nad 1000 °C, přičemž podle tohoto vynálezu se použije po celou dobu ohřevu až do počátku výdrže sušená atmosféra dusíková nebo dusíko-vodíková, obsahující 1 až 99 % dusíku, avšak ne více než 1 % amoniaku.

Dusíko-vodíková atmosféra se získává zpravidla štěpením amoniaku, případně spalováním štěpením vzniklé směsi vodíku a dusíku a ve srovnání s atmosférou čistého vodíku získaného elektrolyticky je značně levnější.

Je důležité, aby obsah nerozštěpeného amoniaku nebyl větší než 1 °/o, neboť větší obsah amoniáku by mohl způsobit silnou nitridaci pásu, což by mohlo vést k nerovnoměrnému průběhu sekundární rekrystalizace. Atmosféra se s výhodou zbavuje zbytkového kyslíku a vlhkosti dříve, než se použije pro žíhání. Po ukončení ohřevu a dosažení konečné žíhací teploty, tj. zpravidla 1150 až 1200 °C, se atmosféra nahradí obvyklou suchou vodíkovou atmosférou, která má vynikající rafinační účinky. Takový postup podle vynálezu nejen že je ekonomičtější než použití vodíku již· od počátku ohřevu, ale přináší i zlepšení konečných magnetických vlastností, neboť ocel v důsledku vyššího parciálního tlaku dusíku v atmosféře je obtížněji denitridována již při ohřevu a je tedy lépe stabilizována, což se příznivě projeví při sekundární rekrystalizaci a tedy dokonalosti vzniklé Gossovy teploty, ovlivňující rozhodujícím způsobem magnetické vlastnosti.

Příklad:

V elektrické obloukové peci se vyrobí tavba o složení v hmotnostních %: 3 % křemíku, 0,10 % manganu, 0,03 % uhlíku, 0,015 % síry a 0,006 % v kyselinách rozpustného hliníku, 0,007 % dusíku. Ocel se odleje do ingotů, válcuje na bramy a po opětovném ohřevu se válcuje na pás tl. 2,5 mm. Za tepla válcovaný pás se žíhá při 950 °C po dobu minuty, pás se moří a válcuje za studená na tloušťku 0,7 mm. Pak se pás žíhá ve štěpeném amoniaku při teplotě 850 °C po dobu mim. a opět se válcuje za studená na tloušťku 0,34 mm. Po oduhličovacím žíhání ve vlhčeném vodíku při 800 °C po dobu min. se ,pás pokrývá břečkou MgO, aby se závity ve svitku oddělily a vysokoteplotně se žíhá na teplotu 1150 °C, přičemž ohřev vsázky se provádí v sušené atmosféře štěpeného čipavku s rosným bodem —60 °C. Po dosažení teploty 1150 °C se atmosféra nahradí atmosférou suchého vodíku a žíhání se dokončí. Vyrobený orientovaný transfor8 mátorový pás má měrné ztráty Pi_-5 při magnetické indukci 1,5 T okolo 0,98 W/kg a magnetickou indukci Bi₀₀₀ při Intenzitě pole 1000 A/m okolo 1,84 Tesla. Jestliže však bude vysokoteplotní žíhání provedeno známým způsobem, tj. s ohřevem v atmosféře suchého vodíku, budou dosaženy horší vlastnosti, a to Pi_>5 = 1,00 W/kg a Bi₀₀o = 1,82 Tesla.

Claims (1)

1. Způsob výroby orientovaných transformátorových pásů z oceli obsahující v hmotnostních % 2,0 až 4,0 % křemíku, 0,02 až 0,20 % manganu_r 0,02 až 0,08 % uhlíku, 0,002 až 0,100 °/o síry, selenu nebo telluru, méně než 0,015 % v kyselinách rozpustného hliníku a další nečistoty, zbytek železo, tato ocel se odlévá do kokil nebo kontinuálně, válcuje za tepla na pás, žíhá a moří a válcuje za 9tudena ina tloušťku 0,1 až 0,5 mm ynAlezu v jednom stupni nebo více stupních s mezižíháním, oduhličuje, pokrývá se MgO a konečně vysokoteplotně žíhá pro vývoj textury na teploty nad 1000 °C v suchém vodíku, vyznačený tím, že ohřev na teplotu konečného vysokoteplotního žíhání se provádí v sušené dusíkové nebo dusíko-vodíkové atmosféře obsahující 1 až 99 % dusíku a zbytek vodíku s Obsahem maximálně 1 °/o nerozštěpeného amoniaku.